EDITORIAL
arreglo.
loc. prepos. “Conformemente con, según”.
lineal.
Fís. y Mat. “Que tiene efectos proporcionales a la causa”.
De acuerdo al Diccionario de la Real Academia de la Lengua Española, podemos entender que las palabras “arreglo lineal” significan… ¿Que, qué?
Para las personas que no encuentran satisfactoria la definición que nos obsequia el diccionario, va dedicado este comentario.
En 1814, Auguste Jean Fresnel, uno de los físicos creadores de la Teoría Ondulatoria de la luz comenzó sus investigaciones sobre los haces de interferencia de la luz, demostrando que la fase de la onda entre dos orígenes puntuales daba cabida a la cancelación de dichos haces en función de la frecuencia y la distancia de separación entre los puntos de origen.
En 1947, Harry Ferdinand Olson, autor del libro “Acoustical Engineering”, compendio sobre los fundamentos de la acústica, cuyos postulados siguen vigentes hoy en día, demuestra que al igual que sucede con la luz, las ondas acústicas son susceptibles a las interferencias que causan suma y anulación de las ondas en función de la frecuencia, las distancias y el número de fuentes disponibles.
En 1992, Christian Heil presentó ante la AES (Audio Engineering Society) el estudio “Fuentes sonoras irradiadas por fuentes múltiples de sonido”, aplicando las teorías y estudios de Fresnel y Olson. Funda la compañía “L-Acoustics” y comercializa por vez primera en el ámbito del refuerzo de sonido profesional los sistemas conocidos como “Arreglos Lineales”.
Representación de interferencia de ondas acústicas en bafles convencionales, causando cancelación de frecuencias por desacoplamiento en el ángulo de fase.
|
|
Representación de ondas acústicas acopladas, manteniendo el espectro sonoro sin alteración y provocando una suma efectiva en el aumento de la presión sonora.
|
|
En los sistemas diseñados para trabajar como “arreglos lineales”, es sumamente importante la forma física de las cajas y la adición de dispositivos internos que alteran el tiempo que le toma al sonido llegar desde la fuente de origen hasta cualquier punto de la guía de onda o trompeta externa, el cual debe ser exactamente el mismo. La forma de la caja contribuye a mantener una distancia sumamente corta entre los componentes del mismo género para poder cumplir con los postulados de Olson, ya que la distancia entre los centros de los componentes equivaldrá a la mitad de la longitud de onda de la frecuencia más alta que será capaz de reproducir como sistema lineal, es decir sin cancelaciones.
Los dispositivos internos que permiten mantener la irradiación de las ondas sin sufrir alteraciones en su fase cuando interactúan con otras cajas iguales, son conocidos con diferentes nombres que cada fabricante asigna a su antojo, y pueden variar en su forma, ya que son fruto del ingenio y aprovechan propiedades geométricas para provocar equidad en los tiempos de salida del sonido.
Dispositivo diseñado y construido en Sensey Electronics para ser utilizado en los bafles Elipsis, llamado ICOPLA y que realiza de manera efectiva la función de compensar tiempos entre la entrada de la pieza y todos los puntos del vértice de salida de la misma, la cual se une a la entrada de la guía de onda de los modelos LA-212A y LA-112A.
|
|
¿Y cuáles otras ventajas tiene un sistema lineal comparado con un sistema convencional?
Inicialmente la suma de la presión sonora es más efectiva, pues se considera que la propagación de las ondas se efectúa con un patrón más controlado hacia el frente, tanto en el eje vertical como en el horizontal, y la distribución de la energía de los bafles permite tener de forma genérica una pérdida de solo 3 dB cada vez que se duplica la distancia desde el punto de origen del sonido hasta el punto donde se le escucha (a diferencia de un sistema convencional, donde cada vez que se duplica esta distancia, la pérdida es de 6 dB, lo que indica que la presión sonora decae a la mitad).
Esta pérdida no es uniforme a lo largo del espectro completo de sonido, sino que varía en función de la frecuencia, el número de cajas y la distancia. A mayor número de cajas dispuestas en el arreglo, mayor es la distancia a donde se proyecta la sensación de “efecto de campo cercano”.
Otra ventaja, como lo hemos venido comentando, es que el espectro de frecuencia sufre menos alteraciones por problemas de ángulo de fase. En un sistema convencional tenemos invariablemente “efectos de filtro de peine” por las cancelaciones originadas por las diferencias de distancia entre varias fuentes puntuales de sonido y nuestros oídos.
Representación de las anulaciones o cancelaciones derivadas de una mala distribución entre fuentes puntuales de sonido y un punto de medición. A esta gráfica se le llama efecto de filtro de peine.
|
|
En la práctica, el sonido proveniente de un arreglo lineal es más legible a mayor distancia y efectivamente, llega con mayor presión sonora a distancias mayores. Como mencionamos anteriormente, entre mayor longitud tenga la línea de bafles dispuestos uno sobre otro, mejor será el resultado sobre todo a distancias mayores. Desde luego que existen límites. No por tener un arreglo inmenso quiere decir que seremos escuchados hasta la Patagonia. Las limitantes están dadas por la naturaleza del medio a través del cual se propaga el sonido. Siempre hay una distancia hasta donde podemos decir que se comporta como un arreglo lineal. Después de esa distancia el sonido se comporta sin ventajas, como si viniera de un sistema convencional. Desde luego que existe una fórmula para determinar dicha distancia llamada “Distancia de Transición” y dice que ésta es igual a la longitud del arreglo lineal en metros elevado al cuadrado, multiplicado por la frecuencia (en la cual queremos determinar su distancia de transición), y esto dividido entre la velocidad del sonido en metros sobre segundo (340 m/s) y multiplicado por 2. Al aplicar esta fórmula y si aún no comprendemos bien los caprichos de la acústica, o si no hemos practicado lo suficiente con arreglos lineales en el campo, nos sorprenderemos ante los resultados que arroja esta fórmula. Los arreglos lineales funcionan como tales a grandes distancias cuando analizamos las frecuencias audibles más altas, sin embargo las frecuencias bajas tienen una distancia de transición muy pequeña, por ejemplo:
Supongamos que tenemos una buena línea de cajas dispuestas en arreglo lineal, que dicha línea tiene una longitud efectiva de 6 m y queremos saber su distancia de transición en 10 KHz y en 200 Hz.
Aplicando la fórmula para 10 KHz tendremos:
{(6 X 6) X 10,000} / (340 X 2) = 529 m
Y aplicando la fórmula para 200 Hz:
{(6 X 6) X 200} / (340 X 2) = 10.5 m
Está claro que en estas fórmulas no están considerados factores importantes de este medio elástico a través del cual se transmite el sonido y que en este caso es el aire. El factor de pérdida por absorción, la densidad y la temperatura del aire por mencionar algunos de estos factores, impedirán que podamos escuchar esa frecuencia de 10 KHz a… ¡529 metros de distancia!
Sin embargo, por el otro lado, la distancia de transición para una frecuencia de 200 Hz es de solo 10.5 metros (reiterando que esta distancia significa que hasta aquí el sistema se comporta como arreglo lineal, y más allá de esta distancia se comporta como un sistema convencional, perdiendo 6 dB cada vez que se duplique la distancia desde el origen hasta el punto de escucha).
Este ejercicio nos indica que no se necesita de una línea muy larga para tener buenos resultados con frecuencias altas a distancias prácticas, digamos 50 a 100 m, mientras que para las frecuencias bajas necesitaremos de más cajas para lograr este efecto a distancias mayores.
Como tema independiente, es menester mencionar que las cajas que conforman estos sistemas en arreglo lineal son diseñadas bajo prerrogativas que difieren mucho de aquellas tomadas en consideración para el diseño de los bafles de alta fidelidad. Aquí son más importantes la eficiencia y la utilización de componentes e interfases que permiten lograr esa eficiencia. A menudo la forma física y los artilugios para lograr determinada guía de onda dan como resultado diferentes ejes para las bobinas de los componentes de baja y alta frecuencia. Por principio de cuentas esto acarrea un problema de desfasamiento de tiempo entre las señales provenientes de un mismo bafle. Además el recurso de formas geométricas exponenciales, hiperbólicas o rectas por etapas para lograr determinadas formas de trompeta causan otro tipo de problemas que dificultan el acoplamiento de fase de la señal proveniente de los diferentes componentes de un gabinete. Por esta razón es prácticamente imposible usar los arreglos lineales sin la aplicación de un procesador electrónico que nos permita corregir y compensar las deficiencias que de origen trae consigo el bafle. La utilización de delays, filtros, ecualización y limitación son inevitables y la única forma de asegurar una ejecución exitosa de estos sistemas.
Por esta razón hemos diseñado y construido nuestro propio procesador digital con tecnología de punta, el cual tiene ventajas que adaptamos de la experiencia extraída con la utilización de procesadores genéricos.
Procesador digital Auric DSP 2.6 de Sensey Electronics
|
|
En Sensey Electronics entendemos que en nuestra gama de productos deben existir modelos que cumplan con la normatividad para ser considerados auténticos arreglos lineales, y es por eso que nos hemos preparado para ofrecer a nuestros clientes lo mejor de la tecnología a un precio que representa una fracción del precio ofrecido por otras marcas famosas. Hemos adquirido máquinas de control numérico para su elaboración, así como lo más nuevo en software y equipo de medición para diseñar, probar y lograr la calidad que el consumidor espera.
Centro de Trabajo CNC SCM Record 125 en nuestra planta.
|
|
Nuestros equipos ahora son auto-amplificados, como era de esperarse, y además ofrecemos el software de predicción acústica llamado GPA Elipsis, con el que es posible simular cualquier salón, estadio o área abierta y pronosticar el resultado en cuanto a presión sonora que tendremos en cada centímetro del recinto bajo análisis.
Arreglo lineal a tensión
(8 unidades modelo LA-212A)
|
|
Arreglo lineal a compresión
LA-112A con LAB-118 activo y pasivo.
|
|
Software de predicción acústica GPA Elipsis
|
|
Con este comentario espero haber disipado algunas de las principales dudas con respecto a los llamados arreglos lineales, y si no fuera así, espero al menos haber sembrado la inquietud para despertar la curiosidad de investigar un poco más acerca del tema. Si les apetece, pueden enviar un comentario a su servidor a través del correo electrónico mailto:rram%C3%ADrez@sensey.com.mx
Ramiro Ramírez Gutiérrez
Ingeniería de Proyectos.
.jpg){kind=link}
